地埋管换热器的施工讲解.doc

第四章 地埋管换热器的施工 4.1施工设备 4.1.1 钻孔与挖掘机械 1、竖直与挖掘机械 安装竖直埋管需要钻孔。钻机是完成钻孔施工的主机，它带动钻具和钻头向地层深部钻进，并通过钻机上的升降机来完成起下钻具或套管、更换钻头等工作。泵的主要功能则是向孔内输送冲洗液以清洗孔底、冷却钻头和润滑钻具。 岩土钻掘工程的目的的与施工对象多种多样，相应的钻机种类也各有不同。钻机按用途分类，可分为岩心钻机、石油钻机、水文地质调查与水井钻机、工程地质勘察钻机等。用于上述工程目的的钻机，也完全可以用于竖直埋管换热器的钻孔。用于插放地埋管的钻孔与用作地质勘探的钻孔或用来取水的钻井，任务是不完全一样的。在竖直埋管系统中安装一定长度的换热器是首要的，而不是非要钻一定深度的孔。取出完整的岩芯。钻孔安装埋管要简单得多。因此，竖直埋管地源热泵的推广应用，也为钻孔机械开辟了新的工程应用领域。 按钻进方法可把钻机分成四类： （1）冲击式钻机：钢丝绳冲击式钻机、钻杆冲击式钻机。 （2）回转式钻机：立轴式－手把给进式钻机、螺旋差动给进式钻机、液压（油压）给进式钻机、转盘式－钢绳加减压式钻机、机械动力头式钻机等。 （3）振动钻机。 （4）复合式钻机：振动、冲击、回转、静压等功能以不同组合方式复合在一起的钻机。 2、链式（轮式）挖掘机 链式（轮式）挖沟机、推土机、反向铲和振动开沟机是埋设水平地下换热器的常用机械，可根据现场重要条件和费用来选择机械。通常选择移动土量少的机械较经济。 许多情况下，使用挖沟机是提高工效的选择之一 ，因为与其他方法相比其移动土量最少。目前设计的地埋管系统常在一条沟铺设多条管道。这种设计可大大缩短沟的长度，减少水平埋管所需的面积。 3、推土机 如果挖出的土另有用途或集管系统很大，宜采用推土机。在一些较大型水平地热换热器安装工程中，常使用有轨机械来同时进行开沟和回填土的作业。回填土作业由一个漏料斗和斜槽完成。 4、水平钻机机械 使用水平钻孔机械在安装地热换热器时可以避免影响地表现状。在这种方法中，钻头与地表面成30°夹角。钻头旋转时利用水压使其推进。钻孔深度和方向由一个附在钻头上的信号发送器和地表面的便携式控制系统来监控。这种操纵可以使得钻头避开岩层和地下出现的其他障碍。 由于地表面未受影响。现存景物未破坏，从而可使地表复原费用降至最低。在同一水平区域可以同时放置多层水平管，这样可以将所需的地表面积降至最低。当地的土壤和岩石条件可以确定是否采用这种方法埋设换热器。 4.1.2 焊接与回填设备 地埋管换热器通过采用聚乙烯管或聚丁烯管。聚乙烯或聚丁烯管管道系统连接技术的优劣，直接关系到地埋管系统的运行效果和使用寿命。按焊接方式的不同，聚乙烯管道的连接一般分为两种――热熔连接和电熔连接。相应的焊接设备为热熔焊机和电熔焊机。焊接通用原理是聚乙烯一般可在190－240℃之间的范围内被熔化（不同原料牌号的熔化温度一般也不相同），此时若将管材（或管件）两熔化的部分充分接触，并保持有适当的压力（电熔焊接的压力来源于焊接过程中聚乙烯自身产生的热膨胀），冷却后便可牢固地融为一体。由于是聚乙烯材料之间的本体熔接，因此接头处的强度与管材的本身的强度相同。 1、热熔焊机 热熔焊机是用于热熔对接。它利用加热板将待接聚乙烯管段界面加热熔融后相互对接熔合，经冷却固定而连接在一起。 用于聚乙烯管道对接连接的热熔焊机，目前已广泛应用于地埋地源热泵、天然气、化工部门、自来水等各个领域，是各聚乙烯管生产厂及管道施工单位的配套设备。 热熔机的操作模式有手动焊接、遥控焊接和自动焊接。 自动热熔焊机能够自动完成焊接过程，排除人为因素，确保焊接质量，使每个焊接质量及外观达到一致。 2、电熔焊机 电熔机是通过对预埋于电熔管件内表面的电热丝通电而使其回热从而使管件的内表面及管材（或管件）的外表面分别被熔化，冷却到要求的时间后而达到焊接目的。对于De25mm-De315mm的聚乙烯管，均可采用电熔熔接。但由于大管径的电熔套管（管件）费用较高。所以电熔焊机常用于小管径的焊接。 自动电熔焊机通过管件条码能自动读取各种管件的规格、种类等，并能通过读取的数据，自动选择最适合的电力状态进行工作。除可用220V的AC电源外，也可使用功率满足要求的发电机电源。 通过自动补正的环境温度，自动调节控制通电时间，并能对输入电压、电流进行自动控制及调整。具有自动记录工作日期、时间、完成熔接次数，记录操作现状的诸多数据等功能。 电熔管件上标定的焊接（FUSE）时间，适用于环境温度为（20±5）℃。当环境温度变化较大时，应按规定的修正值进行调整。如电熔焊机设有温度补偿功能，则仍按管件上标定的时间进行焊接。 表一 环境温度变化时焊接时间修正 环境温度℃ 标定加热时间Tgn修正值 焊接时间S ＋20 T 100